Question

在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：

Fe₂O₃(s)＋3CO(g)  2Fe(s)＋3CO₂(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

t℃	1000	1150	1300
K	64.0	50.7	42.9

请回答下列问题：

（1）该反应的化学平衡常数表达式K＝                        。

（2）该反应为            反应（填“吸热”或“放热”）。

（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是                （多选项,多选不得分）。

a．容器中压强不变                b．混合气体中 c（CO）不变

c．υ_正（CO）＝υ_逆（CO₂）         d．c（CO₂）＝c（CO）

（4）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率

υ(CO)＝             ，CO的平衡转化率为：                。

Answer

（1）k=c(CO2)3/c(CO)3；（2）放热反应  (3)b、c  (4)0.006 mol•L-1•min-1  60%

【解析】

试题分析：(1)可逆反应Fe2O3(s)＋3CO(g)  2Fe(s)＋3CO2(g)的化学平衡常数表达式k=c(CO2)3/c(CO)3；(2)由表中数据可知，温度越高化学平衡常数越小，升高温度平衡向逆反应移动，正反应是放热反应；(3)a．无论反应是否达到平衡，该反应的压强均不变 ，故不能说明到达平衡状态，故a错误；

b．反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，混合气体中c（CO）不变说明到达平衡状态，故b正确；

c．v （H2）正=v （H2O）逆不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，说明到达平衡状态，故c正确；d．反应始终按CO与CO2物质的量之比为1：1进行，c（H2）=c（CO）不能说明到达平衡，故d错误；令平衡时CO的物质的量变化为nmol，则：

          Fe2O3（s）+3CO（g）⇌2 Fe（s）+3CO2（g）          

开始（mol）：1                 1

变化（mol）：n                 1+n

平衡（mol）：1-n               1+n

所以[(1+n)/V]/[(1−n )V]=4，解得n=0.6，所以n（CO2）=0.6mol/10L/10min=0.006 mol•L-1•min-1，CO的平衡转化率为0.6mol 1mol×100%=60%。

考点：化学平衡常数及其计算，反应热，化学平衡移动判断，转化率计算。